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重难点专项突破01二次函数综合之“线段周长”问题【知识梳理】(1)线段的数量关系此类问题一般是求满足线段数量关系的点的坐标,针对这种情况应先在图中找出对应线段,弄清已知点和未知点;再联系二次函数和一次函数,设出未知点的坐标,使其只含一个未知数;最后表示出线段的长度,列出满足线段数量关系的等式,从而求出未知数的值;(2)线段最值问题
此类问题通常有两类:
①设出关键的点的未知数(通常是一个跟所求线段关系紧密的点的横坐标),通过题目中的函数和图形关系,用该点的横坐标表示出有关线段端点的坐标,进而表示出线段的长,通过二次函数的性质求最值,继而得到线段的最大值或最小值;
②在求线段最小值的时候可以利用轴对称模型.此类问题一般是要寻找一个动点,使其到两个顶点的距离最小,通常是作一个定点关于动点所在直线的对称点,连接这个对称点与另一个定点的线段即为所求的最小值;(3)周长最值问题
此类问题一般为所求图形中有一动点,对其求周长最值,解决此类问题时应利用转化思想,即先观察图形,结合题目,分清楚定线段和不定线段,然后将其所求图形周长的最值转化到求不定线段和的最值,进而转化为求线段最值问题,其方法同(2).【考点剖析】题型一:线段的数量关系1.(2023·福建厦门·厦门一中校考模拟预测)抛物线经过点,与轴交于点,对称轴为,点是轴上一点,过点作垂直于轴的直线分别交抛物线和直线于点和点.(1)求二次函数的表达式;(2)若、、三个点中恰有一点是其它两点所连线段的中点(三点重合除外)时,求点的坐标;(3)分别过点、向抛物线的对称轴作垂线,交对称轴于点、,矩形与此抛物线相交,抛物线被截得的部分图象记作,的最高点的纵坐标为,最低点纵坐标为,当时,求点的坐标.题型二:线段最值问题2.(2023·上海·九年级假期作业)如图,已知抛物线:,抛物线与关于点中心对称,与相交于A,B两点,点M在抛物线上,且位于点A和点B之间;点N在抛物线上,也位于点A和点B之间,且轴.(1)求抛物线的表达式;(2)求线段长度的最大值.3.(2023·内蒙古·内蒙古师范大学附属学校校考三模)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,B点坐标为.与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;(2)点P在x轴下方的抛物线上,过点P的直线与直线BC交于点E,与y轴交于点F,求的最大值;(3)点D为抛物线对称轴上一点.当是以BC为直角边的直角三角形时,求点D的坐标.4.(2023·黑龙江绥化·统考中考真题)如图,抛物线的图象经过,,三点,且一次函数的图象经过点.
(1)求抛物线和一次函数的解析式.(2)点,为平面内两点,若以、、、为顶点的四边形是正方形,且点在点的左侧.这样的,两点是否存在?如果存在,请直接写出所有满足条件的点的坐标:如果不存在,请说明理由.(3)将抛物线的图象向右平移个单位长度得到抛物线,此抛物线的图象与轴交于,两点(点在点左侧).点是抛物线上的一个动点且在直线下方.已知点的横坐标为.过点作于点.求为何值时,有最大值,最大值是多少?5.(2023·全国·九年级专题练习)如图,已知抛物线与轴交于和两点,与轴交于点.直线过抛物线的顶点.(1)求抛物线的函数解析式;(2)若直线与抛物线交于点,与直线交于点.①当取得最大值时,求的值和的最大值;②当是等腰三角形时,求点的坐标.题型三:周长最值问题6.(2023·湖南张家界·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点和点两点,与y轴交于点.点D为线段上的一动点.
(1)求二次函数的表达式;(2)如图1,求周长的最小值;(3)如图2,过动点D作交抛物线第一象限部分于点P,连接,记与的面积和为S,当S取得最大值时,求点P的坐标,并求出此时S的最大值.【过关检测】一、单选题1.(2020春·福建龙岩·九年级校考阶段练习)P是抛物线y=x2-4x+5上一点,过点P作PM⊥x轴,PN⊥y轴,垂足分别是M,N,则PM+PN的最小值是(
)A.3 B. C. D.52.(2023·山东临沂·统考二模)如图,二次函数图象经过,且有最小值,若A点关于y轴的对称点为B点,过B作y轴平行线交抛物线于点C,在的斜边上有一动点D,过D作于E,于F,则EF的最小值为()A. B. C. D.3.(2023·山东济宁·统考一模)如图,抛物线经过点,点从点A出发,沿抛物线运动到顶点后,再沿对称轴l向下运动,给出下列说法:①:②抛物线的对称轴为;③当点P,B,C构成的三角形的周长取最小值时,;④在点P从点A运动到顶点的过程中,当时,的面积最大.其中,所有正确的说法是(
)A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③4.(2022春·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2﹣2x+c的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B(0,﹣3),若P是x轴上一动点,点D(0,1)在y轴上,连接PD,则PD+PC的最小值是(
)A.4 B.2+2 C.2 D.5.(2023·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,若P是x轴上一动点,点Q(0,2)在y轴上,连接PQ,则的最小值是(
)A.6 B. C. D.6.(2022秋·浙江温州·九年级统考阶段练习)如图,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,点C关于抛物线的对称轴的对称点为点E,点G,F分别在x轴和y轴上,则四边形EDFG周长的最小值为(
)A.6 B. C. D.二、填空题7.(2023·江苏连云港·校考三模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于点A,C两点,与y轴交于点B,对称轴与x轴交于点D,若P为y轴上的一个动点,连接,则的最小值为___________.
8.(2023秋·河北秦皇岛·九年级秦皇岛市第七中学校考期末)如图,已知二次函数图像的顶点坐标为,与轴交于点,直线与该二次函数的图像交于,两点,是线段上的一个动点,过作轴的垂线交二次函数的图像于点则线段的最大值为____________.9.(2023·江苏宿迁·统考一模)如图,抛物线交x轴于A、B两点.点P为x轴下方抛物线上任意一点,点C是抛物线对称轴与x轴的交点,直线分别交抛物线的对称轴于点M、N.的值等于______________.10.(2023·吉林长春·统考一模)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,点在抛物线上,过点作轴的垂线,交抛物线于另一点,点、在线段上,且、两点关于轴对称,过点作轴的垂线交抛物线于点.连接,若,则线段的长为______.11.(2023秋·广西南宁·九年级南宁十四中校考开学考试)如图抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是抛物线对称轴上任意一点,若点,,分别是,,的中点,连接,,则的最小值为______.12.(2023春·福建泉州·九年级福建省永春第一中学校考期中)如图:二次函数的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧)与y轴交于点C,顶点为点D.(1)在抛物线的对称轴上找一点P,使的值最大时,则点P的坐标为___;(2)在抛物线的对称轴上找一点P,使的值最小时,则点P的坐标为____.13.(2023·四川·校联考模拟预测)已知二次函数交x轴于(点A在B的左侧)两点,平面上有任意点P,使得,则面积的最大值为_________.(用含有a的代数式表示)14.(2023·四川宜宾·统考中考真题)如图,抛物线经过点,顶点为,且抛物线与轴的交点B在和之间(不含端点),则下列结论:
①当时,;②当的面积为时,;③当为直角三角形时,在内存在唯一点P,使得的值最小,最小值的平方为.其中正确的结论是___________.(填写所有正确结论的序号)15.(2023·全国·九年级专题练习)如图,抛物线经过点,顶点为,且抛物线与轴的交点B在和之间(不含端点),则下列结论:
①当时,;②当的面积为时,;③当为直角三角形时,在内存在唯一点P,使得的值最小,最小值的平方为.其中正确的结论是___________.(填写所有正确结论的序号)三、解答题16.(2023·浙江温州·温州市第二十三中学校考三模)如图,已知二次函数的图象与x轴交于,B,与y轴交于点.轴交抛物线于点D.
(1)求b,c的值.(2)已知点E在抛物线上且位于x轴上方,过E作y轴的平行线分别交于点F,G,且,求点E的坐标.17.(2023·浙江·九年级假期作业)直线经过点,抛物线经过点,其中和为实数.设抛物线的顶点为,过作轴的平行线交直线于点.(1)求和的值;(2)当抛物线顶点的纵坐标取得最大值时,求线段的值;(3)求线段的最小值.18.(2023·浙江·九年级假期作业)如图,在平面直角坐标系中,绕原点O逆时针旋转得到,其中点A的坐标为.
(1)写出C点的坐标______,B点的坐标______;(2)若二次函数经过A,B,C三点,求该二次函数的解析式;(3)在(2)条件下,在二次函数的对称轴上是否存在一点P,使得最小?若P点存在,求出P点坐标;若P点不存在,请说明理由.19.(2023·江苏镇江·统考二模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与x轴相交于点A、B,与y轴相交于点C,其中B点的坐标为,点M为抛物线上的一个动点.
(1)二次函数图像的对称轴为直线.①求二次函数的表达式;②若点M与点C关于对称轴对称,则点M的坐标是________;③在②的条件下,连接,在上任意取一点P,过点P作x轴的平行线,与抛物线对称轴左侧的图像交于点Q,求线段的最大值;(2)过点M作的平行线,交抛物线于点N,设点M、N的横坐标为m、n,在点M运动的过程中,试问的值是否会发生改变?若改变,请说明理由;若不变,请求出的值.20.(2023·辽宁·统考中考真题)如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,点在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;(2)点在第一象限内,过点作轴,交于点,作轴,交抛物线于点,点在点的左侧,以线段为邻边作矩形,当矩形的周长为11时,求线段的长;(3)点在直线上,点在平面内,当四边形是正方形时,请直接写出点的坐标.
重难点专项突破01二次函数综合之“线段周长”问题【知识梳理】(1)线段的数量关系此类问题一般是求满足线段数量关系的点的坐标,针对这种情况应先在图中找出对应线段,弄清已知点和未知点;再联系二次函数和一次函数,设出未知点的坐标,使其只含一个未知数;最后表示出线段的长度,列出满足线段数量关系的等式,从而求出未知数的值;(2)线段最值问题
此类问题通常有两类:
①设出关键的点的未知数(通常是一个跟所求线段关系紧密的点的横坐标),通过题目中的函数和图形关系,用该点的横坐标表示出有关线段端点的坐标,进而表示出线段的长,通过二次函数的性质求最值,继而得到线段的最大值或最小值;
②在求线段最小值的时候可以利用轴对称模型.此类问题一般是要寻找一个动点,使其到两个顶点的距离最小,通常是作一个定点关于动点所在直线的对称点,连接这个对称点与另一个定点的线段即为所求的最小值;(3)周长最值问题
此类问题一般为所求图形中有一动点,对其求周长最值,解决此类问题时应利用转化思想,即先观察图形,结合题目,分清楚定线段和不定线段,然后将其所求图形周长的最值转化到求不定线段和的最值,进而转化为求线段最值问题,其方法同(2).【考点剖析】题型一:线段的数量关系1.(2023·福建厦门·厦门一中校考模拟预测)抛物线经过点,与轴交于点,对称轴为,点是轴上一点,过点作垂直于轴的直线分别交抛物线和直线于点和点.(1)求二次函数的表达式;(2)若、、三个点中恰有一点是其它两点所连线段的中点(三点重合除外)时,求点的坐标;(3)分别过点、向抛物线的对称轴作垂线,交对称轴于点、,矩形与此抛物线相交,抛物线被截得的部分图象记作,的最高点的纵坐标为,最低点纵坐标为,当时,求点的坐标.【答案】(1)(2),,(3)【分析】(1)由抛物线的对称轴方程先求解b,再把代入即可得到c,从而可得答案;(2)先求解抛物线与轴另一交点;直线,设,则,,再分四种情况讨论:①当时,,②当时,,③当时,,④当时,,再建立方程求解即可.(3)由题意得:,如图,①当时,矩形与抛物线只有一个公共点,不合题意,舍;②当时,最高点为,最低点为,③当时,矩形边界最高点为,最低点为,再建立方程求解即可.【详解】(1)解:∵抛物线经过点,对称轴为,∴,,代入点,得:,,;(2)如图,
令,则或;抛物线与轴另一交点;,,直线,设,则,,①当时,,,或4(舍)②当时,,∴,解得:或4,都不符合题意,舍去,③当时,,,解得:或4(舍)④当时,,,或4(舍)综上,点的坐标为:,,;(3)由题意得:,如图,①当时,矩形与抛物线只有一个公共点,不合题意,舍;②当时,最高点为,最低点为,,(舍),或(舍),③当时,矩形边界最高点为,最低点为,,,(舍),或,.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,二次函数的性质,矩形的性质,清晰的分类讨论是解本题的关键.题型二:线段最值问题2.(2023·上海·九年级假期作业)如图,已知抛物线:,抛物线与关于点中心对称,与相交于A,B两点,点M在抛物线上,且位于点A和点B之间;点N在抛物线上,也位于点A和点B之间,且轴.(1)求抛物线的表达式;(2)求线段长度的最大值.【答案】(1)(2)8【分析】(1)先求出抛物线:的顶点坐标为,然后求出点关于对称后的点坐标为,再抛物线的解析式为:;(2)先求出A、B两点横坐标分别为和,设,其中,则,求出最大值即可.【详解】(1)解:抛物线:的顶点坐标为,点关于对称后的点坐标为,∵抛物线与抛物线关于成中心对称,∴抛物线的解析式为:.(2)解:∵抛物线:与:交于A、B,∴令,解得:或,则A、B两点横坐标分别为和,设,,其中,则,∴当时,最大为8.【点睛】本题主要考查了求二次函数解析式,中点坐标公式,二次函数的最值,解题的关键是数形结合,利用对称的特征,再根据顶点情况求解析式以及根据二次函数解析式求最大值.3.(2023·内蒙古·内蒙古师范大学附属学校校考三模)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,B点坐标为.与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;(2)点P在x轴下方的抛物线上,过点P的直线与直线BC交于点E,与y轴交于点F,求的最大值;(3)点D为抛物线对称轴上一点.当是以BC为直角边的直角三角形时,求点D的坐标.【答案】(1)抛物线的解析式为(2)当时,的最大值为(3)点D的坐标为或【分析】(1)利用待定系数法求抛物线的解析式;(2)得的解析式为,先证明为等腰直角三角形,作轴于,轴交于,如图1,则为等腰直角三角形,,设,则,接着利用表示、,所以,然后利用二次函数的性质解决问题;(3)如图2,抛物线的对称轴为直线,设,利用两点间的距离公式得到,,,讨论:当是以为直角边,为斜边的直角三角形时,;当是以为直角边,为斜边的直角三角形时,,分别解方程求出即可得到对应的点坐标;【详解】(1)把,代入得,解得,∴抛物线的解析式为;(2)由题意可得的解析式为,直线与直线平行,直线与直线垂直,,为等腰直角三角形,作轴于,轴交于,如图1,为等腰直角三角形,,设,则,,,,,当时,的最大值为;(3)如图2,抛物线的对称轴为直线,设,则,,,当是以为直角边,为斜边的直角三角形时,,即,解得,此时点坐标为;当是以为直角边,为斜边的直角三角形时,,即,解得,此时点坐标为;综上所述,点坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握等腰直角三角形的性质、二次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求函数解析式;会利用两点间的距离公式计算线段的长;理解坐标与图形的性质;会运用分类讨论的思想和数形结合的思想解决数学问题.4.(2023·黑龙江绥化·统考中考真题)如图,抛物线的图象经过,,三点,且一次函数的图象经过点.
(1)求抛物线和一次函数的解析式.(2)点,为平面内两点,若以、、、为顶点的四边形是正方形,且点在点的左侧.这样的,两点是否存在?如果存在,请直接写出所有满足条件的点的坐标:如果不存在,请说明理由.(3)将抛物线的图象向右平移个单位长度得到抛物线,此抛物线的图象与轴交于,两点(点在点左侧).点是抛物线上的一个动点且在直线下方.已知点的横坐标为.过点作于点.求为何值时,有最大值,最大值是多少?【答案】(1),(2)满足条件的E、F两点存在,,,(3)当时,的最大值为【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;(2)①当为正方形的边长时,分别过点点作,,使,,连接、,证明,得出,,则同理可得,;②以为正方形的对角线时,过的中点作,使与互相平分且相等,则四边形为正方形,过点作轴于点,过点作于点,证明,得出,在中,,解得或4,进而即可求解;(3)得出是等腰直角三角形,是等腰直角三角形,则,点在抛物线上,且横坐标为得出,进而可得,则,根据二次函数的性质即可求解.【详解】(1)解:把,,代入得
解得
∴
把代入得∴(2)满足条件的、两点存在,,,
解:①当为正方形的边长时,分别过点点作,,使,,连接、.
过点作轴于.∵,又,∴,∴,∴同理可得,②以为正方形的对角线时,过的中点作,使与互相平分且相等,则四边形为正方形,过点作轴于点,过点作于点
∵,又∴∴,∵∴∴在中,∴解得或4当时,,此时点在点右侧故舍去;当时,.综上所述:,,(3)∵向右平移8个单位长度得到抛物线当,即解得:∴,∵过,,三点∴
在直线下方的抛物线上任取一点,作轴交于点,过点作轴于点
∵,∴∴是等腰直角三角形∵,∴又∴是等腰直角三角形∴∵点在抛物线上,且横坐标为∴∴
∵∴∴∴
∴∴当时,的最大值为.【点睛】本题考查了二次函数综合运用,正方形的性质,二次函数的性质,分类讨论,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.5.(2023·全国·九年级专题练习)如图,已知抛物线与轴交于和两点,与轴交于点.直线过抛物线的顶点.(1)求抛物线的函数解析式;(2)若直线与抛物线交于点,与直线交于点.①当取得最大值时,求的值和的最大值;②当是等腰三角形时,求点的坐标.【答案】(1)(2)①当时,有最大值,最大值为;②或或【分析】(1)利用待定系数法求解即可;(2)①先求出,进而求出直线的解析式为,则,进一步求出,由此即可利用二次函数的性质求出答案;②设直线与x轴交于H,先证明是等腰直角三角形,得到;再分如图3-1所示,当时,如图3-2所示,当时,如图3-3所示,当时,三种情况利用等腰三角形的定义进行求解即可.【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于和两点,∴抛物线对称轴为直线,在中,当时,,∴抛物线顶点P的坐标为,设抛物线解析式为,∴,∴,∴抛物线解析式为(2)解:①∵抛物线解析式为,点C是抛物线与y轴的交点,∴,设直线的解析式为,∴,∴,∴直线的解析式为,∵直线与抛物线交于点,与直线交于点∴,∴,∵,∴当时,有最大值,最大值为;②设直线与x轴交于H,∴,,∴,∴是等腰直角三角形,∴;如图3-1所示,当时,过点C作于G,则∴点G为的中点,由(2)得,∴,∴,解得或(舍去),∴;如图3-2所示,当时,则是等腰直角三角形,∴,即,∴点E的纵坐标为5,∴,解得或(舍去),∴如图3-3所示,当时,过点C作于G,同理可证是等腰直角三角形,∴,∴,∴,∴,解得或(舍去),∴,,∴,∴综上所述,点E的坐标为或或【点睛】本题主要考查了二次函数综合,勾股定理,等腰直角三角形的性质与判断,一次函数与几何综合,待定系数法求函数解析式等等,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.题型三:周长最值问题6.(2023·湖南张家界·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点和点两点,与y轴交于点.点D为线段上的一动点.
(1)求二次函数的表达式;(2)如图1,求周长的最小值;(3)如图2,过动点D作交抛物线第一象限部分于点P,连接,记与的面积和为S,当S取得最大值时,求点P的坐标,并求出此时S的最大值.【答案】(1)(2)(3),【分析】(1)根据题意设抛物线的表达式为,将代入求解即可;(2)作点O关于直线的对称点E,连接,根据点坐特点及正方形的判定得出四边形为正方形,,连接AE,交于点D,由对称性,此时有最小值为AE的长,再由勾股定理求解即可;(3)由待定系数法确定直线的表达式为,直线的表达式为,设,然后结合图形及面积之间的关系求解即可.【详解】(1)解:由题意可知,设抛物线的表达式为,将代入上式得:,所以抛物线的表达式为;(2)作点O关于直线的对称点E,连接,∵,,,∴,∵O、E关于直线对称,∴四边形为正方形,∴,连接,交于点D,由对称性,此时有最小值为的长,∵的周长为,,的最小值为10,∴的周长的最小值为;
(3)由已知点,,,设直线的表达式为,将,代入中,,解得,∴直线的表达式为,同理可得:直线的表达式为,∵,∴设直线表达式为,由(1)设,代入直线的表达式得:,∴直线的表达式为:,由,得,∴,∵P,D都在第一象限,∴,∴当时,此时P点为..
【点睛】题目主要考查二次函数的综合应用,包括待定系数法确定函数解析式,周长最短问题及面积问题,理解题意,熟练掌握运用二次函数的综合性质是解题关键.【过关检测】一、单选题1.(2020春·福建龙岩·九年级校考阶段练习)P是抛物线y=x2-4x+5上一点,过点P作PM⊥x轴,PN⊥y轴,垂足分别是M,N,则PM+PN的最小值是(
)A.3 B. C. D.5【答案】B【分析】设点P的坐标为(m,m2-4m+5),构造出PM+PN的值与m的函数关系,利用二次函数的性质解决问题即可.【详解】抛物线y=x2-4x+5,△=16-20=-4<0,可知抛物线的值恒为正,设P(m,m2-4m+5),则PM=|m2-4m+5|,PN=|m|当m<0时,PM+PN=|m2-4m+5|+|m|=m2-4m+5-m=m2-5m+5=,此时m=不符合m<0;当m=0时,y=5,PM+PM的值是5;当m>0时,PM+PN=|m2-4m+5|+|m|=m2-4m+5+m=m2-3m+5=,所以当m=时,PM+PM的最小值为,综上,PM+PM的最小值是故答案为:B【点睛】本题是二次函数的综合题,设出点P的坐标为(m,m2-4m+5),构造出PM+PN的值与m的函数关系是解题的关键.2.(2023·山东临沂·统考二模)如图,二次函数图象经过,且有最小值,若A点关于y轴的对称点为B点,过B作y轴平行线交抛物线于点C,在的斜边上有一动点D,过D作于E,于F,则EF的最小值为()A. B. C. D.【答案】B【分析】如图所示,连接,先求出二次函数顶点坐标为,进而利用待定系数法求出二次函数解析式为,求出点B的坐标,进而求出点C的坐标,利用勾股定理求出的长,证明四边形是矩形,得到,则当时,有最小值,即有最小值,据此利用三角形面积法求出的长即可得到答案.【详解】解:如图所示,连接,∵二次函数图象经过,且有最小值,∴二次函数对称轴为直线,∴二次函数顶点坐标为,设二次函数解析式为,∴,∴,∴二次函数解析式为,∵A点关于y轴的对称点为B点,,∴,∴,当时,,∴,∴,在中,由勾股定理得,∵,∴四边形是矩形,∴,∴当最小时,也最小,∴当时,有最小值,即有最小值,∴,∴,故选B.【点睛】本题主要考查了二次函数与几何综合,矩形的性质与判定,勾股定理,三角形面积等等,证明四边形是矩形,得到是解题的关键.3.(2023·山东济宁·统考一模)如图,抛物线经过点,点从点A出发,沿抛物线运动到顶点后,再沿对称轴l向下运动,给出下列说法:①:②抛物线的对称轴为;③当点P,B,C构成的三角形的周长取最小值时,;④在点P从点A运动到顶点的过程中,当时,的面积最大.其中,所有正确的说法是(
)A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③【答案】B【分析】利用待定系数法即可求得,即可判断①;求得A、B的坐标,利用抛物线的对称性求得对称轴,即可判断②;利用抛物线的对称性、两点之间线段最短,点P为直线与抛物线对称轴的交点时,点P,B,C构成的三角形的周长取最小值,求得直线的解析式,进一步求得n的值,即可判断③;作轴,交与点Q,表示出Q点的坐标,然后根据得出,根据二次函数的性质即可判断④.【详解】解:∵抛物线经过点,∴,解得,故①说法正确;令,则,解得或1,∴抛物线抛物线与x轴的交点为,,∴抛物线的对称轴为,故②说法正确;连接,交对称轴为P,此时,,∵是定值,∴此时点P,B,C构成的三角形的周长最小,∵,,∴直线为,当时,,∴,∴n=2,故③说法错误;作轴,交与点Q,∵点在抛物线上,∴,把代入直线的解析式得,∴,∴,∴时,的面积最大,故④说法正确.综上,正确的有①②④.故选:B.【点睛】本题考查了二次函数的图像和性质,二次函数图像上点的坐标特征,轴对称-最短路线问题,三角形的面积,根据题意求得A、B的坐标和对称轴是解题的关键.4.(2022春·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2﹣2x+c的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B(0,﹣3),若P是x轴上一动点,点D(0,1)在y轴上,连接PD,则PD+PC的最小值是(
)A.4 B.2+2 C.2 D.【答案】A【分析】过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H.根据,求出的最小值即可解决问题.【详解】解:过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H.∵二次函数y=x2﹣2x+c的图象与y轴交于点B(0,﹣3),∴c=﹣3,∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3,令y=0,x2﹣2x﹣3=0,解得x=﹣1或3,∴A(﹣1,0),B(0,-3),∴OB=OC=3,∵∠BOC=90°,∴∠OBC=∠OCB=45°,∵D(0,1),∴OD=1,BD=4,∵DH⊥BC,∴∠DHB=90°,设,则,∵,∴,∴,∴,∵PJ⊥CB,∴,∴,∴,∵,∴,∴DP+PJ的最小值为,∴的最小值为4.故选:A.【点睛】本题考查了二次函数的相关性质,以及等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题.5.(2023·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,若P是x轴上一动点,点Q(0,2)在y轴上,连接PQ,则的最小值是(
)A.6 B. C. D.【答案】D【分析】连接,过点P作PD⊥BC于D,过点Q作QH⊥BC于H.根据,可得的最小值为的长,即可解决问题.【详解】如图,连接,过点P作PD⊥BC于D,过点Q作QH⊥BC于H.由,令,则,解得,,令,解得,,,,,,,当为与轴交点时最小,最小值为的长,Q(0,2),,,设,则,∵,∴,∴,∴,则的最小值是.故选D.【点睛】本题考查了二次函数的相关性质,以及等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题.6.(2022秋·浙江温州·九年级统考阶段练习)如图,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,点C关于抛物线的对称轴的对称点为点E,点G,F分别在x轴和y轴上,则四边形EDFG周长的最小值为(
)A.6 B. C. D.【答案】B【分析】利用抛物线的解析式求得点C、D和E的坐标,利用轴对称的性质和将军饮马模型作出点D关于y轴的对称点,点E关于x轴的对称点,连接,交x轴于点G,交y轴于点F,此时EDFG周长取最小值,利用点的坐标的性质和勾股定理即可求得结论.【详解】解:令,则,∴,∵,∴,抛物线的对称轴为直线,∵点C关于抛物线的对称轴的对称点为点E,∴,∴,作点D关于y轴的对称点,点E关于x轴的对称点,连接,交x轴于点G,交y轴于点F,如图,则,,,,此时,∴此时四边形EDFG周长最小,延长,它们交于点H,如图,则,∴,∴四边形EDFG周长的最小值为,故选B.【点睛】本题考查了二次函数的性质、抛物线与x轴的交点,轴对称的性质、勾股定理和抛物线上点的坐标的特征,利用轴对称的性质找出点F和G的位置是解决本题的关键.二、填空题7.(2023·江苏连云港·校考三模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于点A,C两点,与y轴交于点B,对称轴与x轴交于点D,若P为y轴上的一个动点,连接,则的最小值为___________.
【答案】/【分析】作射线,作于E,作于F,交y轴于,可求得,从而得出,进而得出,进一步得出结果.【详解】解:如图,
作射线,作于E,作于F,交y轴于,抛物线的对称轴为直线,∴,当时,,∴,当时,,∴,,∴,∴,∵,∴,∴,∴,当点P在时,最小,最大值等于,在中,,,∴,∴,故答案为:.【点睛】本题以二次函数为背景,考查了二次函数与一元二次方程之间的关系,解直角三角形等知识,解决问题的关键是用三角函数构造.8.(2023秋·河北秦皇岛·九年级秦皇岛市第七中学校考期末)如图,已知二次函数图像的顶点坐标为,与轴交于点,直线与该二次函数的图像交于,两点,是线段上的一个动点,过作轴的垂线交二次函数的图像于点则线段的最大值为____________.【答案】【分析】根据题意,待定系数法求得二次函数的解析式为,将点,代入直线,得,设,则,进而得出关于的二次函数关系式,根据二次函数的性质,即可求解.【详解】解:∵二次函数图像的顶点坐标为,与轴交于点,∴设二次函数解析式为:,将点代入得,,解得:,∴二次函数的解析式,将点,代入直线,得,∴直线解析式为,∵是线段上的一个动点,设,∵轴,∴∴,∵,,当时,线段的最大值为故答案为:【点睛】本题考查了二次函数综合,线段问题,掌握二次函数的性质是解题的关键.9.(2023·江苏宿迁·统考一模)如图,抛物线交x轴于A、B两点.点P为x轴下方抛物线上任意一点,点C是抛物线对称轴与x轴的交点,直线分别交抛物线的对称轴于点M、N.的值等于______________.【答案】【分析】求出的坐标,设出点坐标,表示出的解析式,进而求出的坐标,再进行计算即可.【详解】解:,当时,,解得:,∴,对称轴为直线,∴,设,∵点P为x轴下方抛物线上任意一点,∴,设直线解析式为,,解得:,∴直线解析式为;∴当时,,∴;同理可得:直线的解析式为:,∴当时,,∴;∴∴;故答案为:.【点睛】本题考查二次函数的综合应用.正确的求出二次函数的对称轴,以及抛物线与轴的交点坐标,是解题的关键.10.(2023·吉林长春·统考一模)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,点在抛物线上,过点作轴的垂线,交抛物线于另一点,点、在线段上,且、两点关于轴对称,过点作轴的垂线交抛物线于点.连接,若,则线段的长为______.【答案】/【分析】根据题意,先得出抛物线解析式为,设,则,根据题意得出,代入抛物线解析式,即可求解.【详解】解:∵点在抛物线上,∴解得:∴抛物线解析式为,依题意,的纵坐标为,设,则,∴,∵∴,∴,∵在上,∴解得:或(舍去)∴,故答案为:.【点睛】本题考查了二次函数的性质,解一元二次方程,求得二次函数解析式是解题的关键.11.(2023秋·广西南宁·九年级南宁十四中校考开学考试)如图抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是抛物线对称轴上任意一点,若点,,分别是,,的中点,连接,,则的最小值为______.【答案】【分析】根据中位线定理得到,进而得到,当最小时,最小,点关于对称轴对称的点为点,连接,则:,即三点共线时,的值最小,进行求解即可.【详解】解:∵,当时,,解得:;当时,;∴,,∵点,,分别是,,的中点,∴,∴,∴当最小时,最小,∵点关于对称轴对称的点为点,连接,则:,即三点共线时,的值最小,∵,,∴,∴,即:的最小值为,∴的最小值为:;故答案为:.【点睛】本题考查二次函数的综合应用.熟练掌握三角形的中位线定理,利用轴对称的性质,数形结合的思想进行求解,是解题的关键.12.(2023春·福建泉州·九年级福建省永春第一中学校考期中)如图:二次函数的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧)与y轴交于点C,顶点为点D.(1)在抛物线的对称轴上找一点P,使的值最大时,则点P的坐标为___;(2)在抛物线的对称轴上找一点P,使的值最小时,则点P的坐标为____.【答案】【分析】(1)设点关于直线的对称点为,直线与对称轴的交点即为点,此时最大,先根据二次函数求出点,坐标,进而求出直线的解析式,最后令代入直线的解析式求解即可;(2)连接,,过点作于点,对称轴交轴于点,连接,过点作于点,设交于点,由题意可得,从而得出,再通过勾股定理和三角函数得,从而得到,当点与点重合时,的值最小,求出此时点坐标即可.【详解】解:(1)∵,∴抛物线的对称轴为直线,顶点,令,,解得或,∴,,令,得到,∴,设点关于直线的对称点为,则,直线与对称轴的交点即为点,此时最大设直线的解析式为,则,∴,∴直线的解析式为,当时,,∴,故答案为:;(2)如图,连接,,过点作于点,对称轴交轴于点,连接,过点作于点,交于点,∵,,,∴,∵,∴,∴,∴,∴,∴,∴,∴,∴,∴当点与点重合时,的值最小,此时,故答案为:.【点睛】本题考查了二次函数的综合,动点线段问题,利用数形结合,正确建立辅助线是解题的关键13.(2023·四川·校联考模拟预测)已知二次函数交x轴于(点A在B的左侧)两点,平面上有任意点P,使得,则面积的最大值为_________.(用含有a的代数式表示)【答案】【分析】设点P的坐标为,先求出点A、B的坐标,进而得到,,再由已知条件得到方程,整理得,根据关于m的方程有实数根,求出,再由得到当最大时,最大,由此即可得到答案.【详解】解:设点P的坐标为,在中,令得:,解得,∴,∴,,∵,∴,∴,∴,∴,∵关于m的方程有实数根,∴,∴,∴,∴,∵,∴当最大时,最大,∵,∴,∴,故答案为:.【点睛】本题主要考查了二次函数综合,勾股定理,一元二次方程根的判别式,正确求出是解题的关键.14.(2023·四川宜宾·统考中考真题)如图,抛物线经过点,顶点为,且抛物线与轴的交点B在和之间(不含端点),则下列结论:
①当时,;②当的面积为时,;③当为直角三角形时,在内存在唯一点P,使得的值最小,最小值的平方为.其中正确的结论是___________.(填写所有正确结论的序号)【答案】①②③【分析】根据条件可求抛物线与x轴的另一交点坐标,结合图象即可判断①;设抛物线为,即可求出点M的坐标,根据割补法求面积,判断②;分三种情况讨论,然后以点O为旋转中心,将顺时针旋转至,连接,,,得到,判断③.【详解】解:∵抛物线经过点,顶点为,∴对称轴,∴抛物线与x轴的另一交点坐标为,由图象可得:当时,;∴①正确,符合题意;∵抛物线与x轴的另一交点坐标为,∴设抛物线为,当时,,当时,,∴,,如图所示,过点M作平行于y轴的直线l,过点A作,过点B作,
∴,设直线的解析式为,把,代入得:,解得:,∴直线的解析式为,当是,,∴,∴,∴,解得:,故②正确;∵点B是抛物线与y轴的交点,∴当时,,∴,∵为直角三角形,当时,∴,∵,,,∴,整理得:,解得:或(舍)∴,当时,∴,∴,整理得:解得:或(舍)∴,当时,∴,∴,无解;以点O为旋转中心,将顺时针旋转至,连接,,,如图所示,
则,为等边三角形,∴,,∴,∵为等边三角形,∴,,∴,当时,∵,当时,,∴的值最小,最小值的平方为,故③正确;故答案为:①②③.【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,综合性较强,难度较大,扎实的知识基础是关键.15.(2023·全国·九年级专题练习)如图,抛物线经过点,顶点为,且抛物线与轴的交点B在和之间(不含端点),则下列结论:
①当时,;②当的面积为时,;③当为直角三角形时,在内存在唯一点P,使得的值最小,最小值的平方为.其中正确的结论是___________.(填写所有正确结论的序号)【答案】②【分析】根据条件可求抛物线与x轴的另一交点坐标,结合图象即可判断①;设抛物线为,即可求出点M的坐标,根据割补法求面积,判断②;分三种情况讨论,然后以点O为旋转中心,将顺时针旋转至,连接,,,得到,判断③.【详解】∵抛物线经过点,顶点为,∴对称轴,∴抛物线与x轴的另一交点坐标为,由图象可得:当时,;∴①错,不符合题意;∵抛物线与x轴的另一交点坐标为,∴设抛物线为,当时,,当时,,∴,,如图所示,过点M作平行于y轴的直线l交于,过点A作,过点B作,
∴,设直线的解析式为,把,代入得:,解得:,∴直线的解析式为,当是,,∴,∴,∴,解得:,故②正确;∵点B是抛物线与y轴的交点,∴当时,,∴,∵为直角三角形,当时,∴,∵,,,∴,整理得:,解得:或(舍)∴,当时,∴,∴,整理得:解得:或(舍)∴,当时,∴,∴,无解;以点O为旋转中心,将顺时针旋转至,连接,,,如图所示,
则,为等边三角形,∴,,∴,∵为等边三角形,∴,,∴,当时,∵,当时,,∵∴的值最小,最小值的平方为,故③错误;故答案为:②.【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,综合性较强,难度较大,扎实的知识基础是关键.三、解答题16.(2023·浙江温州·温州市第二十三中学校考三模)如图,已知二次函数的图象与x轴交于,B,与y轴交于点.轴交抛物线于点D.
(1)求b,c的值.(2)已知点E在抛物线上且位于x轴上方,过E作y轴的平行线分别交于点F,G,且,求点E的坐标.【答案】(1),(2)【分析】(1)将、,代入得,,计算求解即可;(2)由(1)可得,,对称轴为直线,则,设,则,,,,由,可得,计算求出满足要求的解即可.【详解】(1)解:将、,代入得,,解得,∴,;(2)解:由(1)可得,,∴对称轴为直线,∴,设,则,,∴,,∵,∴,解得,(舍去),∴.【点睛】本题考查了二次函数解析式,二次函数与线段综合,二次函数的图象与性质.解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.17.(2023·浙江·九年级假期作业)直线经过点,抛物线经过点,其中和为实数.设抛物线的顶点为,过作轴的平行线交直线于点.(1)求和的值;(2)当抛物线顶点的纵坐标取得最大值时,求线段的值;(3)求线段的最小值.【答案】(1),;(2)3;(3).【分析】(1)将、的坐标分别代入直线和抛物线即可求解;(2)利用二次函数的性质求得,即可求解;(3)由抛物线的顶点,过作轴的平行线交直线于点,求得,从而求得,于是即可求解.【详解】(1)解:∵直线经过点,∴,解得,∵抛物线经过点,∴;(2)解:∵,∴顶点,∵顶点的纵坐标取得最大值,,∴当时,顶点的纵坐标取得最大值,此时,,∴,∵,∴直线,当时,,∴,∴;(3)解:∵抛物线的顶点,过作轴的平行线交直线于点,∴当时,,∴,∴,∴线段的最小值为.【点睛】本题主要考查了待定系数法求一次函数、二次函数解析式,二次函数的图像及性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.18.(2023·浙江·九年级假期作业)如图,在平面直角坐标系中,绕原点O逆时针旋转得到,其中点A的坐标为.
(1)写出C点的坐标______,B点的坐标______;(2)若二次函数经过A,B,C三点,求该二次函数的解析式;(3)在(2)条件下,在二次函数的对称轴上是否存在一点P,使得最小?若P点存在,求出P点坐标;若P点不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)(3)【分析】(1)根据旋转的性质结合点A的坐标、的长度,即可找出的值,进而即可得出点B、C的坐标;(2)根据点A、B、C的坐标,利用待定系数法即可求出二次函数解析式;(3)根据抛物线的对称性可得知:连接交对称轴于点P,点P是所求的点.利用二次函数的性质可找出抛物线对称轴为直线,根据点B、C的坐标,利用待定系数法可求出直线的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标.【详解】(1)解
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